Evaluación técnica de la pirólisis de cascarilla de café para la producción de biochar y bioaceite.

Abstract

En el siguiente trabajo se presentan los resultados y análisis obtenidos a partir de la evaluación de la pirólisis de cascarilla de café. El objetivo principal de esta investigación es realizar la pirólisis de cascarilla de café nivel laboratorio para evaluar su uso como materia prima para la producción de biochar y bioaceite. Para ello, se utilizó cascarilla de café obtenida de un beneficio ubicado en la ciudad de San Pedro Carchá, A.V. Esta se sometió a un proceso de reducción de tamaño, un análisis de humedad, y un análisis granulométrico. Para esto se utilizó un molino de discos marca Nttoikaami Oy, un medidor de humedad marca Ohaus modelo MB120, y una tamizadora vibratoria de Tyler. Para realizar la pirólisis, se utilizó un sistema a nivel laboratorio compuesto por un reactor cilíndrico de acero inoxidable de 17 cm de largo y 5 cm de ancho, una chimenea de acero inoxidable, una mufla Thermo Scientific modelo F610 como sistema de calentamiento, y un sistema de condensación de vidrio con agua de enfriamiento a contracorriente. Se realizó una pirólisis lenta con tasa de calentamiento de 0.5°C/min, temperatura superior de 380°C, y flujo 31.6 g/s de agua a 22°C en el condensador. Se realizó a unas condiciones ambientales de 24°C, 0.977 atm, y 64% de humedad relativa. El producto sólido se analizó por su densidad y su poder calorífico. Para el análisis calorimétrico se utilizó un sistema marca Parr, compuesto por un calorímetro adiabático de combustión modelo 1341, una bomba calorimétrica modelo 1108, y una pastilladora modelo 2811. El bioaceite se analizó mediante espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR). La cascarilla de café presentó una humedad de 8.34%, distribución granulométrica de 0.85 a 2 mm en su mayoría, y densidad de trabajo de 129.2 kg/m3. Se obtuvo una curva del rendimiento de bioaceite respecto a la temperatura instantánea, mediante la cual se identificaron las cuatro etapas principales de la pirólisis. Se obtuvieron rendimientos másicos en el reactor de 37.98%, 37.58% y 24.25%, para el biochar, bioaceite y gas, respectivamente. El producto sólido presentó una densidad de trabajo de 214.1 kg/m3 y un poder calorífico de 25.691 MJ/kg. En el bioaceite se identificó la presencia de fenoles y ácido acético, principalmente. De acuerdo con los análisis realizados al biochar, la pirólisis permite aumentar la densidad energética de la cascarilla de café; además, el biochar puede ser utilizado como combustible en la generación de energía y procesos termoquímicos. Con respecto al bioaceite, este puede ser utilizado como fuente de compuestos fenólicos y ácido acético; sin embargo, se recomienda realizar otros análisis mediante otras técnicas instrumentales para obtener una composición más específica. Por lo tanto, la pirólisis de cascarilla de café es un método que puede ser utilizado para obtener productos de valor como biochar y bioaceite. (LA)